תנועה בשני ממדים (Motion in 2D)

עם פתיחת ההדמיה מופיע מסך הפתיחה, שצורתו כבתמונה:

הכותרת המתנודדת "גרור אותי" (Drag Me), מורה למשתמש להזיז את הגוף הנקודתי לנקודת ההתחלה הנדרשת. הצב את הגוף במקום הרצוי לך.

מטרת ההדמיה

הבנת מושגים הקשורים בכיוון התאוצה לעומת כיוון המהירות עבור סוגי התנועה השונים: בהאצה בקו ישר לעומת האטה, בתנועה הרמונית, ובתנועה מעגלית. הדמיה זו מתאימה כהדגמה על הלוח בזמן סיכום נושא התאוצה והמהירות.

קישור להדמיה

http://stwww.weizmann.ac.il/ptc/applets/motion-2d.jar

סוג הקובץ

Java-based simulation

להורדת Java לחצו כאן

מקור ההדמיה

PhET – Physics Education Technology, University of Colorado, Boulder

להנחיות כלליות לשימוש בהדמיות PhET לחצו כאן

הסעיף המתאים בסילבוס להדמיה

מהירות ותאוצה בתנועה בשני ממדים:

נושא

פירוט

נוסחאות

פעילויות מומלצות

שעות

1.5

תנועה במהירות משתנה

- המושגים: "מהירות ממוצעת", "מהירות רגעית".

- מהירות ממוצעת כשיפוע מיתר בגרף מקום-זמן.

- מהירות רגעית כשיפוע משיק בגרף מקום-זמן.

- גיליון אלקטרוני: חישוב מהירות רגעית ממשוואת מקום-זמן. הערכת מהירויות רגעיות מטבלת מקום-זמן.

1

1.6

תנועה בתאוצה קבועה

- תנועה בתאוצה קבועה.

- הצגת המקום והמהירות כפונקציה של הזמן ע"י ביטויים אלגבריים וע"י גרפים.

- נפילה חופשית, זריקה אנכית.

- ניסוי: דגימת מקום וזמן של גוף הנופל חופשית ע"י רשם זמן או מד-טווח.

7

1.7

תנועה בתאוצה משתנה

- המושגים: "תאוצה ממוצעת", "תאוצה רגעית".

- תאוצה ממוצעת כשיפוע מיתר בגרף מהירות-זמן.

- תאוצה רגעית כשיפוע משיק בגרף מהירות-זמן.

- גיליון אלקטרוני: חישוב תאוצות רגעיות על פי טבלת מקום-זמן.

1

1.10

המהירות והתאוצה בתנועה במישור

- המושגים: "מהירות כווקטור", "תאוצה כווקטור".

- כיוון התאוצה בתנועה קצובה על מסלול עקום.

- רכיבי תאוצה: רכיב משיקי ורכיב ניצב למשיק (רדיאלי).

- הערכת כיוון התאוצה על פי וקטורי המהירות.

3

שימוש בהוראה

כעזר בזמן סיכום הוראת הנושא (הקרנה על הלוח) של קינמטיקה ודינמיקה (מהירות ותאוצה).
כשיעורי בית בייחוד כמשחק להגברת התעניינות התלמידים, יצירת אתגרים מחשבתיים.
כפעילות תלמידים.

(ראה קבצי דוגמאות של דפי פעילות, באנגלית, שפותחו על ידי מורים בארה"ב והורדו באישור מהאתר באוניברסיטת קולורדו).

הנחיות הפעלה

תחילה בוחרים, באמצעות סימון העיגול המתאים בתפריט הנראה בתמונה המצורפת, מה להציג למשתמש: וקטור מהירות (Velocity), וקטור תאוצה (Acceleration), או את שניהם (Both), או אף אחד מהם (Neither).

לאחר מכן בוחרים את סוג התנועה: תאוצה בקו ישר (Linear Acc. I), תאוטה בקו ישר (Linear Acc. II), תנועה הרמונית (Simple Harmonic), או תנועה מעגלית (Circular):

לדוגמה, בתוצאה עבור תנועה מעגלית מקבלים את הכיוונים המאונכים בין וקטור המהירות (הירוק) לבין וקטור התאוצה (הכחול):

לדוגמה, בתוצאה עבור תנועה הרמונית מקבלים את הכיוונים המקבילים, אך היכולים להיות הפוכים בכיוונם, בין וקטור המהירות (הירוק) לבין וקטור התאוצה (הכחול):

יש אפשרות להציג בקרות נוספות (More Controls), באמצעות סימון העיגול המתאים. כתוצאה מכך מתקבל החלון הבא:

באמצעות חלון זה ניתן לקבוע את קנה המידה עבור הזמן, המהירות והתאוצה, באמצעות גרירת הזחלן של הגודל המתאים.

בדפי העבודה שהציעו המורים בארה"ב (קבצים מצורפים באנגלית), ניתן לראות דוגמאות של פעילויות לתלמידים, ניתן למצוא שאלות שכדאי לשאול את התלמידים: לפני הרצת ההדמיה, תוך כדי הפעילות, ואחרי הפעילות (מסקנות), וניתן גם לראות מערכי שיעור בנושא.